專利名稱：復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
復(fù)雜曲面研究對(duì)于航空航天、軍工和一般民用工業(yè)都具有重要意義。發(fā)動(dòng)機(jī)葉 片、氣輪機(jī)葉片、渦輪葉片、汽車覆蓋件模具、光學(xué)透鏡和其它具有復(fù)雜幾何形狀的零 件都必須經(jīng)過磨削和拋光加工才能達(dá)到外觀和功能上的要求。目前復(fù)雜曲面的加工方法主要有剛性工具磨拋和柔性工具磨拋兩種。剛性工具 (如砂輪、磨頭、砂瓦等)磨拋方法國內(nèi)外多采用點(diǎn)、線、面逼近的路徑規(guī)劃方法來實(shí)現(xiàn) 對(duì)復(fù)雜曲面的加工；采用超高速、強(qiáng)力磨拋手段提高磨拋效率；采用工具修形、恒定磨 拋力控制等方法提高磨拋精度；提高磨拋加工智能化自動(dòng)化方面，國內(nèi)外主要采用引入 智能化、自動(dòng)化新產(chǎn)品和技術(shù)到磨拋加工中，如將機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等引入 磨拋加工。柔性工具(如拋光輪、氣囊、砂帶等)磨拋研究方面，主要有拋光輪磨拋加 工方法、氣囊磨拋加工方法和砂帶磨拋加工方法。柔性磨拋工具由于彈性變形，被動(dòng)適 應(yīng)工件表面，所以想要磨拋獲得理想的復(fù)雜曲面模型，只能沿著一定預(yù)先規(guī)劃好的加工 路徑微量去除逼近設(shè)計(jì)模型。綜上所述，剛性拋磨須經(jīng)過點(diǎn)、線、面逼近且需要分散式的磨削、研磨、拋光 等多次加工的傳統(tǒng)模式完成對(duì)復(fù)雜曲面的加工，加工效率較低；柔性磨拋方法只是被動(dòng) 地適應(yīng)工件表面，所以想要磨拋獲得理想的復(fù)雜曲面模型，只能沿一定預(yù)先規(guī)劃好的加 工路徑微量去除逼近設(shè)計(jì)模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有自適應(yīng)能力的復(fù)雜曲面磨拋加工機(jī)床，以提高復(fù) 雜曲面的磨拋效率和磨拋精度，降低機(jī)床設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述本發(fā)明由底座1、下溜板2、上溜板3、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4、橫梁8、右立柱9、左立 柱10和工具系統(tǒng)組成，其中左立柱10和右立柱9的下端與底座1固接；左立柱10經(jīng)左 立柱10的左立柱絲杠37和左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌36與橫梁8左端連接，右立柱9經(jīng)右立柱9 的右立柱絲杠33和右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌32與橫梁8右端連接；橫梁8中部與工具系統(tǒng)的工具 板11固接；設(shè)有上溜板電機(jī)25的下溜板2經(jīng)下溜板絲杠20、下溜板前導(dǎo)軌23和下溜板 后導(dǎo)軌21與設(shè)有下溜板電機(jī)22的底座1連接；上溜板3經(jīng)上溜板絲杠27、上溜板左導(dǎo) 軌26和上溜板右導(dǎo)軌24與下溜板2連接；設(shè)有夾緊定位塊5的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4與上溜板3 固接。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4上可固接翻轉(zhuǎn)夾具18。工具系統(tǒng)由工具頭、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、工具板11、驅(qū)動(dòng)輪12、左張緊輪13、右張緊 輪14和砂帶15組成，其中左張緊輪13和右張緊輪14分別置于與工具板11固接的左張緊輪軸和右張緊輪軸上，且滾動(dòng)配合；驅(qū)動(dòng)輪12固接于與工具板11滾動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)輪軸 的前端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)7固接于驅(qū)動(dòng)輪軸的后端；工具頭的單元體調(diào)控器16固接于工具板11 底端；砂帶15內(nèi)側(cè)由左張緊輪13、驅(qū)動(dòng)輪12、右張緊輪14和工具頭的單元體17底部支 撐；工具板11上部與橫梁8固接。工具頭由矩陣形分布的單元體17和單元體調(diào)控器16組成，其中單元體17的單 元體支撐板51與單元體調(diào)控器16的調(diào)形支撐架39固接。單元體調(diào)控器16由調(diào)形支撐架39、橫向調(diào)形電機(jī)41、橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42、橫 向調(diào)形絲杠43、調(diào)形電機(jī)44和調(diào)形頭45、縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40、縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌 46、縱向調(diào)形絲杠47和縱向調(diào)形電機(jī)48組成，其中縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46和縱向調(diào)形 絲杠47固接于調(diào)形支撐架39上平面左側(cè)；縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40固接于調(diào)形支撐架39 上平面右側(cè)；橫向調(diào)形電機(jī)41固接于橫向調(diào)形絲杠43的前端；縱向調(diào)形電機(jī)48固接于 縱向調(diào)形絲杠47的右端；橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43的左端滑動(dòng)連接在縱 向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46、縱向調(diào)形絲杠47上；橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43的 右端滑動(dòng)連接在縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40上；調(diào)形頭45固接于調(diào)形電機(jī)44的輸出軸上構(gòu) 成調(diào)形工具系統(tǒng)，調(diào)形工具系統(tǒng)通過滑動(dòng)副連接到橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠 43上。單元體17由定位螺帽52、雙頭螺柱50、單元接觸頭49、緊固螺釘53和滾珠54 組成，其中滾珠54鑲嵌于單元接觸頭49上；雙頭螺柱50 —端經(jīng)螺紋副與單元接觸頭49 連接，雙頭螺柱50另一端經(jīng)定位螺帽52與單元體支撐板51連接，定位螺帽52經(jīng)螺紋副 與雙頭螺柱50連接，并由緊固螺釘53緊固；單元體支撐板51與單元體調(diào)控器16的調(diào)形 支撐架39固接。本發(fā)明中由底座1、左立柱10和右立柱9固定連接構(gòu)成固定臺(tái)，下溜板2連接到底座1上，通過下溜板電機(jī)22、下溜板絲杠20、下溜板前導(dǎo)軌 23、下溜板后導(dǎo)軌21帶動(dòng)下溜板2沿底座1做橫向運(yùn)動(dòng)。上溜板3連接到下溜板2上，通過上溜板電機(jī)25、上溜板絲杠27、上溜板左導(dǎo) 軌26和上溜板右導(dǎo)軌24沿下溜板2做縱向運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4安裝在上溜板3上，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4由旋轉(zhuǎn)電機(jī)28、傳動(dòng)箱30和旋 轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)29三部分組成。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4通過繞其軸心線的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工件6做回轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4可隨上溜板3和下溜板2在水平面內(nèi)的縱、橫兩個(gè)方向移動(dòng)做二維運(yùn) 動(dòng)。此外，旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)29在旋轉(zhuǎn)電機(jī)28和傳動(dòng)箱30內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的共同作用下做繞其軸 心線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。夾緊定位塊5，通過梯形螺紋固定連接在旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)29上，夾緊被加工工件6， 確定工件6在水平面內(nèi)的位置，限制工件6的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。被加工工件6，利用夾緊定位塊5夾緊并定位工件6到旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)29上。工件 6在加工之前已與理想模型做了對(duì)比分析、特征識(shí)別、四邊區(qū)域劃分，工件6在本機(jī)床上 加工時(shí)采用了分片自適應(yīng)磨拋的加工方法。橫梁8，左端通過左立柱絲杠37和左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌36連接到左立柱10上，右端 通過右立柱絲杠33和右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌32連接到右立柱9上，在左立柱電機(jī)38和右立柱 電機(jī)34的帶動(dòng)下做Z軸上下移動(dòng)。
左立柱絲杠37和左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌36固接于左立柱導(dǎo)軌座35上；右立柱絲杠33 和右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌32固接于右立柱導(dǎo)軌座31上。工具系統(tǒng)通過工具板11固定連接到橫梁8上，并可隨橫梁8的上下移動(dòng)做Z方 向的退刀或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工具系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)7帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪12做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪12帶 動(dòng)砂帶15并在左張緊輪13、右張緊輪14和工具頭支承作用下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)工具系統(tǒng)隨 橫梁8向下運(yùn)動(dòng)靠近工件表面時(shí)即可進(jìn)行磨拋?zhàn)鳂I(yè)。由單元體調(diào)控器16和呈矩陣分布的多個(gè)單元體17組成的工具頭，固定連接在工 具板11的底端，單元體17在單元體調(diào)控器16的調(diào)控下，可構(gòu)建理想設(shè)計(jì)型面的形狀。單元體調(diào)控器16由縱向調(diào)形系統(tǒng)、橫向調(diào)形系統(tǒng)和調(diào)形工具系統(tǒng)三部分組成。 由縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46、縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40、縱向調(diào)形絲杠47和縱向調(diào)形電機(jī)48 構(gòu)成縱向調(diào)形系統(tǒng)，在縱向調(diào)形電機(jī)48的作用下，縱向調(diào)形系統(tǒng)提供縱向運(yùn)動(dòng)；由橫向 調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42、橫向調(diào)形絲杠43和橫向調(diào)形電機(jī)41構(gòu)成橫向調(diào)形系統(tǒng)，在橫向調(diào)形 電機(jī)41的作用下橫向調(diào)形系統(tǒng)提供橫向運(yùn)動(dòng)；調(diào)形電機(jī)44和調(diào)形頭45構(gòu)成調(diào)形工具系 統(tǒng)?？v向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46和縱向調(diào)形絲杠47固定連接在調(diào)形支撐架39上平面左側(cè)靠 邊位置，縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40固定連接在調(diào)形支撐架39上平面右側(cè)靠邊位置。橫向 調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43的兩端分別滑動(dòng)連接在縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46、縱向 調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40和縱向調(diào)形絲杠47上，調(diào)形頭45固定在調(diào)形電機(jī)44的輸出軸上構(gòu)成 調(diào)形工具系統(tǒng)，調(diào)形工具系統(tǒng)通過滑動(dòng)副連接到橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43 上。單元體17中，通過先加熱單元接觸頭49、冷卻滾珠54，再壓裝，把滾珠54鑲 嵌于單元接觸頭49上，單元接觸頭49和雙頭螺柱50的一端通過螺紋副連接，定位螺帽 52和雙頭螺柱50的另一端通過螺紋副連接在單元體支撐板51上，緊固螺釘53固定連接 定位螺帽52和雙頭螺柱50。單元體17和單元體支撐板51在單元體17軸向是過渡配合， 在單元體17徑向是間隙配合，單元體17在調(diào)形工具系統(tǒng)的作用下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)整 單元接觸頭49的軸向位置。本發(fā)明提供的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床可以提供三維移動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)；采 用砂帶和多點(diǎn)成形接觸頭構(gòu)建磨拋工具系統(tǒng)，通過調(diào)整接觸頭的形狀來確定磨拋加工接 觸面的形狀，使磨拋加工實(shí)現(xiàn)以接觸面為磨拋?zhàn)鳂I(yè)面的加工過程，提高了磨拋加工的效 率；同時(shí)，通過換用不同磨拋精度的砂帶，使工件一次裝夾定位而完成從磨削、研磨、 拋光的整個(gè)加工過程得以實(shí)現(xiàn)，降低了重復(fù)定位誤差、提高了加工精度和加工效率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.可以分片四邊區(qū)域?yàn)槟伣佑|面來磨拋加工復(fù)雜曲面零件，和點(diǎn)、線接觸的 磨拋加工方式相比，本發(fā)明的加工效率更高，對(duì)被加工零件的自適應(yīng)能力更強(qiáng)。2.基于多點(diǎn)成形技術(shù)構(gòu)建的新型磨拋工具系統(tǒng)，接觸工具頭的外形可根據(jù)理想 被加工面片的形狀實(shí)時(shí)調(diào)控，可減少機(jī)床設(shè)計(jì)的自由度，增強(qiáng)機(jī)床的柔韌性。3.以分片磨拋的方式加工處理復(fù)雜曲面，可提高磨拋加工的效率，能保持復(fù)雜 曲面的尖銳形狀特征。


圖1為復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)示意2為帶翻轉(zhuǎn)夾具的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床總體結(jié)構(gòu)示意3為底座的結(jié)構(gòu)示意4為下溜板的結(jié)構(gòu)示意5為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意6為右立柱的結(jié)構(gòu)示意7為左立柱的結(jié)構(gòu)示意8為工具頭的結(jié)構(gòu)示意9為單元體的結(jié)構(gòu)示意10為單元體的結(jié)構(gòu)剖視11為定位螺帽俯視12為調(diào)形路線圖其中1.底座2.下溜板3.上溜板4.旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5.夾緊定位塊6.工件7.驅(qū) 動(dòng)電機(jī)8.橫梁9.右立柱10.左立柱11.工具板12.驅(qū)動(dòng)輪13.左張緊輪14.右張緊輪 15.砂帶16.單元體調(diào)控器17.單元體18.翻轉(zhuǎn)夾具19.復(fù)雜工件20.下溜板絲杠21.下 溜板后導(dǎo)軌22.下溜板電機(jī)23.下溜板前導(dǎo)軌24.上溜板右導(dǎo)軌25.上溜板電機(jī)26.上 溜板左導(dǎo)軌27.上溜板絲杠28.旋轉(zhuǎn)電機(jī)29.旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)30.傳動(dòng)箱31.右立柱導(dǎo)軌座 32.右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌33.右立柱絲杠34.右立柱電機(jī)35.左立柱導(dǎo)軌座36.左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌 37.左立柱絲杠38.左立柱電機(jī)39.調(diào)形支撐架40.縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌41.橫向調(diào)形電 機(jī)42.橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌43.橫向調(diào)形絲杠44.調(diào)形電機(jī)45.調(diào)形頭46.縱向調(diào)形左滑動(dòng) 導(dǎo)軌47.縱向調(diào)形絲杠48.縱向調(diào)形電機(jī)49.單元接觸頭50.雙頭螺柱51.單元體支撐板 52.定位螺帽53.緊固螺釘54.滾珠
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明兩種實(shí)施方案及其工作過程。實(shí)施方案一該方案的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其底座1、左立柱10、右立柱9構(gòu)成固定臺(tái)；上 溜板3和下溜板2水平分布，分別在上溜板電機(jī)25和下溜板電機(jī)22作用下，沿下溜板2 和底座1的做縱向和橫向移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4固定在上溜板3上，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4可繞其軸 心線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；工件6通過夾緊定位塊5固定在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4的臺(tái)面上，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4 帶動(dòng)工件6旋轉(zhuǎn)，使工件6相對(duì)工具頭處于一個(gè)合適的加工位置；工件6的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 由上溜板3和下溜板2的水平運(yùn)動(dòng)提供；橫梁8通過左立柱電機(jī)38和右立柱電機(jī)34帶動(dòng) 沿左立柱10和右立柱9做Z軸垂直運(yùn)動(dòng)；工具板11固定在橫梁8上，驅(qū)動(dòng)輪12、左張 緊輪13、右張緊輪14以及工具頭安裝在工具板11上，砂帶15包圍在驅(qū)動(dòng)輪12、左張緊 輪13、右張緊輪14以及工具頭的外面，工具頭通過橫梁8沿左立柱10和右立柱9的上下 運(yùn)動(dòng)，而提供垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。圖5為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4，其隨著上溜板3在水平面縱、橫兩個(gè)方向做二維移動(dòng)，另 外，旋轉(zhuǎn)夾緊臺(tái)29在旋轉(zhuǎn)電機(jī)28和傳動(dòng)箱30內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的共同作用下，繞其軸心線做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工具頭調(diào)形的工作原理如下在圖8中，由調(diào)形電機(jī)44和調(diào)形頭45構(gòu)成調(diào)形工具系統(tǒng)，調(diào)形工具系統(tǒng)通過滑動(dòng) 副連接到橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠43上，橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌42和橫向調(diào)形絲杠 43的兩端，分別滑動(dòng)連接到縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌46、縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌40和縱向調(diào)形絲 杠47上，調(diào)形工具系統(tǒng)在縱向調(diào)形電機(jī)48和橫向調(diào)形電機(jī)41的作用下做縱、橫二維運(yùn)動(dòng)。在圖9和圖10中，單元體17的滾珠54鑲嵌在單元接觸頭49上，并可繞其球心 旋轉(zhuǎn)，定位螺帽52通過螺紋副與雙頭螺柱50的一端連接且由緊固螺釘53固定，將雙頭 螺柱50聯(lián)接到單元體支撐板51上，單元體支撐板51固定連接在調(diào)形支撐架39上；雙頭 螺柱50可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，但是不能軸向移動(dòng)；雙頭螺柱50另一端與單元接觸頭49通過 螺紋副聯(lián)接。定位螺帽52轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)雙頭螺柱50轉(zhuǎn)動(dòng)，雙頭螺柱50通過螺旋副帶動(dòng)單 元接觸頭49沿雙頭螺柱50的軸向移動(dòng)。定位螺帽52的上端部開有十字槽(如圖11所 示)，調(diào)形頭45的刀頭可插入十字槽中帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)。單元接觸頭49上半部分為方形，下 半部分為圓柱形，下端部鑲嵌滾珠54，多個(gè)單元接觸頭49之間相互緊靠，最外層單元接 觸頭49側(cè)面由調(diào)形支撐架39限位，所有單元接觸頭49及其調(diào)形支撐架39內(nèi)側(cè)相互緊靠 從而限制單元接觸頭49繞雙頭螺柱50的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)調(diào)形電機(jī)44接收到調(diào)形控制信號(hào)后開始轉(zhuǎn)動(dòng)，與調(diào)形電機(jī)44的輸出軸固定連 接的調(diào)形頭45帶動(dòng)A1 (圖12)處定位螺帽52轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)雙頭螺柱50與單元接觸頭49的螺 紋副帶動(dòng)單元接觸頭49沿其軸線移動(dòng)從而控制單元接觸頭49在其軸線方向的位置。調(diào) 整好第一個(gè)單元接觸頭49后，縱向調(diào)形系統(tǒng)帶動(dòng)調(diào)形工具系統(tǒng)移動(dòng)到下一個(gè)單元體17的 位置，調(diào)整第二個(gè)單元接觸頭49的位置，依次調(diào)整第一行后面的各個(gè)單元接觸頭49。當(dāng) 第一行調(diào)整完后，調(diào)整下一行，直至將調(diào)形頭45的位置全部調(diào)整好。調(diào)整路線如圖12 所示，調(diào)形順序如箭頭方向所示。如圖12所示，調(diào)形工具系統(tǒng)只能在縱向調(diào)形系統(tǒng)和橫向調(diào)形系統(tǒng)的帶動(dòng)下做水 平面內(nèi)的二維運(yùn)動(dòng)，在垂直于水平面的方向上不能移動(dòng)，因此，調(diào)形頭45的刀頭不管在 調(diào)形中還是在靜止中都與單元體17相接觸，單元體17調(diào)整完備后定位螺帽52的十字槽 的十字線橫豎相對(duì)整齊排列，除最外層一圈的單元體17，其他單元體17的調(diào)整誤差為 1/4P。在單元體17調(diào)整過程中，在調(diào)整某一行時(shí)如果要求調(diào)形電機(jī)44轉(zhuǎn)過的角度不是 90°的倍數(shù)，就進(jìn)圓整為180°的倍數(shù)，調(diào)形偏差在1/4P之內(nèi)。換行時(shí)，需將調(diào)形電機(jī) 44轉(zhuǎn)過的角度圓整到90°的奇數(shù)倍。在圓整旋轉(zhuǎn)角度的過程中會(huì)使調(diào)形的位置出現(xiàn)偏 差，這個(gè)偏差值在3/4P之內(nèi)(P為雙頭螺柱50與單元接觸頭49連接螺紋的螺距)。實(shí)施方案二 該方案的總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，該方案的整體機(jī)床構(gòu)型、磨拋工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和 工作原理、工具進(jìn)給系統(tǒng)、工件在水平面內(nèi)的縱、橫二維運(yùn)動(dòng)，以及繞Z軸旋轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn) 方式等與實(shí)施方案一完全一致。與實(shí)施方案一不同之處是旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4上安裝了翻轉(zhuǎn)夾具18，翻轉(zhuǎn)夾具18使 需要多面加工的復(fù)雜零件加工完一個(gè)表面后，帶動(dòng)復(fù)雜工件19轉(zhuǎn)過一定角度，加工另一 個(gè)表面，依次旋轉(zhuǎn)，直至所有表面都得到加工，實(shí)際上翻轉(zhuǎn)夾具18提供了一個(gè)繞Y軸的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于由底座(1)、下溜板(2)、上溜板(3)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(4)、橫梁(8)、右立柱(9)、左立柱(10)和工具系統(tǒng)組成，其中左立 柱(10)和右立柱(9)的下端與底座(1)固接；左立柱(10)經(jīng)左立柱(10)的左立柱絲杠 (37)和左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌(36)與橫梁⑶左端連接，右立柱(9)經(jīng)右立柱(9)的右立柱絲 杠(33)和右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌(32)與橫梁(8)右端連接；橫梁(8)中部與工具系統(tǒng)的工具板 (11)固接；設(shè)有上溜板電機(jī)(25)的下溜板(2)經(jīng)下溜板絲杠(20)、下溜板前導(dǎo)軌(23) 和下溜板后導(dǎo)軌(21)與設(shè)有下溜板電機(jī)(22)的底座⑴連接；上溜板(3)經(jīng)上溜板絲杠 (27)、上溜板左導(dǎo)軌(26)和上溜板右導(dǎo)軌(24)與下溜板(2)連接；設(shè)有夾緊定位塊(5) 的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(4)與上溜板(3)固接。
2.按權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的工具系統(tǒng)由 工具頭、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)、工具板(11)、驅(qū)動(dòng)輪(12)、左張緊輪(13)、右張緊輪(14)和砂 帶(15)組成，其中左張緊輪(13)和右張緊輪(14)分別置于與工具板(11)固接的左張緊 輪軸和右張緊輪軸上，且滾動(dòng)配合；驅(qū)動(dòng)輪(12)固接于與工具板(11)滾動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)輪 軸的前端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)固接于驅(qū)動(dòng)輪軸的后端；工具頭的單元體調(diào)控器(16)固接于工 具板(11)底端；砂帶(15)內(nèi)側(cè)由左張緊輪(13)、驅(qū)動(dòng)輪(12)、右張緊輪(14)和工具頭 的單元體(17)底部支撐；工具板(11)上部與橫梁(8)固接。
3.按權(quán)利要求2所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的工具頭由 矩陣形分布的單元體(17)和單元體調(diào)控器(16)組成，其中單元體(17)的單元體支撐板 (51)與單元體調(diào)控器(16)的調(diào)形支撐架(39)固接。
4.按權(quán)利要求3所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的單元體調(diào)控 器(16)由調(diào)形支撐架(39)、縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌(40)、橫向調(diào)形電機(jī)(41)、橫向調(diào)形 滑動(dòng)導(dǎo)軌(42)、橫向調(diào)形絲杠(43)、調(diào)形電機(jī)(44)和調(diào)形頭(45)、縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo) 軌(46)、縱向調(diào)形絲杠(47)和縱向調(diào)形電機(jī)(48)組成，其中縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌(46) 和縱向調(diào)形絲杠(47)固接于調(diào)形支撐架(39)上平面左側(cè)；縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌(40)固 接于調(diào)形支撐架(39)上平面右側(cè)；縱向調(diào)形電機(jī)(48)固接于縱向調(diào)形絲杠(47)的前 端；橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌(42)和橫向調(diào)形絲杠(43)的左端滑動(dòng)連接在縱向調(diào)形左滑動(dòng)導(dǎo)軌 (46)、縱向調(diào)形絲杠(47)上；橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌(42)和橫向調(diào)形絲杠(43)的右端滑動(dòng) 連接在縱向調(diào)形右滑動(dòng)導(dǎo)軌(40)上；橫向調(diào)形電機(jī)(41)固接于橫向調(diào)形絲杠(43)的右 端；調(diào)形頭(45)固接于調(diào)形電機(jī)(44)的輸出軸上構(gòu)成調(diào)形工具系統(tǒng)，調(diào)形工具系統(tǒng)通過 滑動(dòng)副連接到橫向調(diào)形滑動(dòng)導(dǎo)軌(42)和橫向調(diào)形絲杠(43)上。
5.按權(quán)利要求3所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的單元體 (17)由定位螺帽(52)、雙頭螺柱(50)、單元接觸頭(49)、緊固螺釘(53)和滾珠(54)組 成，其中滾珠(54)鑲嵌于單元接觸頭(49)上；雙頭螺柱(50) —端經(jīng)螺紋副與單元接觸 頭(49)連接，雙頭螺柱(50)另一端經(jīng)定位螺帽(52)與單元體支撐板(51)連接，定位螺 帽(52)經(jīng)螺紋副與雙頭螺柱(50)連接，并由緊固螺釘(53)緊固。
6.按權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(4)上可固接翻轉(zhuǎn)夾具(18)。
全文摘要
復(fù)雜曲面自適應(yīng)磨拋加工機(jī)床屬機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明中左立柱和右立柱下端與底座固接，左立柱經(jīng)左立柱絲杠和左立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌與橫梁左端連接，右立柱經(jīng)右立柱絲杠和右立柱滑動(dòng)導(dǎo)軌與橫梁右端連接，橫梁中部與工具板固接，下溜板經(jīng)下溜板絲杠、下溜板前導(dǎo)軌和下溜板后導(dǎo)軌與底座連接，上溜板經(jīng)上溜板絲杠、上溜板左導(dǎo)軌和上溜板右導(dǎo)軌與下溜板連接；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)與上溜板固接；本發(fā)明以分片四邊區(qū)域?yàn)槟伣佑|面來磨拋加工復(fù)雜曲面零件，磨拋加工效率高，自適應(yīng)能力強(qiáng)，且能保持復(fù)雜曲面的尖銳形狀特征；基于多點(diǎn)成形技術(shù)構(gòu)建的新型磨拋工具系統(tǒng)，接觸工具頭的外形可根據(jù)理想被加工面片的形狀實(shí)時(shí)調(diào)控，可減少機(jī)床設(shè)計(jì)自由度，增強(qiáng)機(jī)床柔韌性。
文檔編號(hào)B24B19/00GK102019571SQ20101050353
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者冀世軍, 張雷, 曲興田, 趙小樂, 趙繼 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)